CFG樁長螺旋成孔泵送砼施工工藝及質(zhì)量監(jiān)控

程功臣

摘要：本文以滬寧城際鐵路長螺旋成孔泵送混合料施工CFG樁施工為例，介紹了CFG樁施工在高速鐵路工程中的應(yīng)用技術(shù)。CFG樁可用于加固填土、飽和及非飽和粘性土、松散的砂土、粉土等；對塑性指數(shù)高的飽和軟粘土使用應(yīng)慎重。它具有沉降變形小、施工簡單、造價低、承載力提高幅度大、適用范圍較廣、社會和經(jīng)濟效益明顯等特點，廣泛應(yīng)用于各類工程的地基處理和加固。

關(guān)鍵詞：長螺旋；泵送砼；施工工藝；質(zhì)量監(jiān)控

1、概述

CFG樁是水泥粉煤灰碎石樁的簡稱，一般有三種成樁施工方法：即振動沉管灌注成樁（適用于粉 土、粘性土及素填土地基）、長螺旋鉆孔灌注成樁（適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實以上的砂土）和長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁（適用于粘性土、粉土、砂土以及對噪聲或泥漿污染要求嚴(yán)格的場地）。CFG樁復(fù)合地基，通過改變樁長、樁距、褥墊厚度和樁體配比，能使復(fù)合地基承載力幅度的提高有很大的可調(diào)性。

2、基本規(guī)定

承載力相對較高的土層作為樁端持力層，設(shè)計時應(yīng)進行地基變形驗算，技術(shù)人員應(yīng)掌握所工程地基處理目的、加固原理、技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。施工中應(yīng)有專人負(fù)責(zé)質(zhì)量控制，并做好施工記錄。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，必須及時會同有關(guān)部門妥善解決，施工結(jié)束后應(yīng)按有關(guān)規(guī)定檢驗和驗收。

3、施工準(zhǔn)備

（1）具備“三通一平”條件，場地工程地質(zhì)勘察報告和必要的水文資料；

（2）CFG樁布樁圖，并應(yīng)注明樁位編號，以及設(shè)計說明和施工說明；

（3）鄰近的地下管線、地下構(gòu)筑物及障礙物等調(diào)查資料；

（4）施工技術(shù)措施：施工機具和配套設(shè)施；編制材料供應(yīng)計劃，所用材料的規(guī)格、質(zhì)量要求和數(shù)量；試成孔不小于2個，以復(fù)核地質(zhì)資料及設(shè)備、工藝是否適宜，核定選用的技術(shù)參數(shù)；放好樁位；施打順序及樁機行走路線；在施工機具上做好進尺標(biāo)志。

（5）機具設(shè)備：長螺旋鉆機，振動沉拔樁錘，砂漿護壁所采用的鉆機。

4、施工工藝

4.1、工藝流程

CFG樁復(fù)合地基技術(shù)采用的施工方法有：長螺旋鉆孔灌注成樁，長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁，振動沉管灌注成樁等。長螺旋鉆孔灌注成樁適用于地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等結(jié)實以上的砂土；長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁適用于黏性土、粉土、砂土、以及對噪聲或泥漿污染要求嚴(yán)格的場地；振動沉管灌注成樁，適用于粉土、黏性土及素填土地基。

4.2、施工要點

（1）施工前應(yīng)按設(shè)計要求由試驗室進行配合比試驗，按配合比配制混合料。長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓混合料成樁施工的坍落度宜為160～200mm，振動沉管灌注成樁施工的坍落度宜為30～50mm，振動沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度小于200mm。

（2）樁機就位，調(diào)整沉管與地面垂直，確保垂直度偏差不大于1%；對于滿堂布樁基礎(chǔ)，樁位偏差不應(yīng)大于0.4倍樁徑；對于條基，樁位偏差不應(yīng)大于0.25倍樁徑，對于單排布樁樁位偏差不應(yīng)大于60mm。鉆進時根據(jù)鉆機的支撐臂、鉆桿的穩(wěn)定情況隨時調(diào)整鉆進速度，遵循先慢后快的原則，開始用1檔鉆進，進尺達到2～3m后用2檔鉆進，接近硬層時用1檔鉆進，進入硬巖時的電流由120A變?yōu)?40A。

（3）控制鉆孔沉管入土深度，確保樁長偏差在+100mm范圍內(nèi)。

（4）冬期施工時混合料入孔溫度不得低于5℃，對樁頭和樁間土應(yīng)采取保溫措施。

5、質(zhì)量通病控制

堵管堵管：是指鉆桿在提升過程中，砼阻塞在鉆桿或輸料管中，不能連續(xù)灌注，嚴(yán)重時造成管路爆裂，危及人身安全。主要原因如下：①螺旋鉆排氣不暢，施工人員對機械參數(shù)不明確或調(diào)整不當(dāng)，螺旋鉆提升速度與泵送量不協(xié)調(diào)。②混凝土泵送壓力偏低：混凝土中粗骨料粒徑過大過多。采取相應(yīng)預(yù)防措施如下：①施工人員應(yīng)進行嚴(yán)格培訓(xùn)并考核合格后，持證上崗。②每次泵送混凝土前應(yīng)檢查排氣孔是否通暢。③嚴(yán)格控制螺旋鉆提升速度，并與泵送量保持良好協(xié)調(diào)。④嚴(yán)格控制混凝土的原材料質(zhì)量及混凝土攪拌時間，保證混凝土有良好的和易性及流動性。

串孔：打完X號樁后，在施工樁相鄰的Y樁時，發(fā)現(xiàn)未結(jié)硬的X號樁的樁頂突然下落，當(dāng)Y號樁泵入混合料時，X號樁的樁頂開始回升，此種現(xiàn)象稱為串孔。發(fā)生串孔的原因如下：①被加固土層中有松散飽和粉土、粉細砂。②鉆桿鉆進過程中剪切作用對土體產(chǎn)生擾動。③土體受剪切擾動能量的積累，足以使土體發(fā)生液化。采取相應(yīng)預(yù)防措施如下：①減少在串孔區(qū)域的打樁推進排數(shù)，減少對已打樁擾動能量的積累。②合理提高鉆頭鉆進速度。

6、質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)

水泥、粉煤灰、砂及碎石等原材料應(yīng)符合設(shè)計要求；施工中應(yīng)檢查樁身混合料的配合比、坍落度和提拔鉆桿速度（或提拔套管速度）、成孔深度、混合料的灌入量等；施工結(jié)束后，應(yīng)對樁頂標(biāo)高、樁位、樁體質(zhì)量、地基承載力以及褥墊層的質(zhì)量做檢查；CFG樁復(fù)合地基的質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合規(guī)定。

7、成品保護

7.1、CFG樁施工時，應(yīng)調(diào)整好打樁順序，以免樁機械碾壓已施工完成的樁頭。

7.2、挖至設(shè)計標(biāo)高后，應(yīng)剔除多余的樁頭，剔除樁頭時應(yīng)采取如下措施：找出樁頂標(biāo)高位置，用鋼釬、手錘等工具沿樁周向樁心逐漸剔除多余的樁頭，直至設(shè)計樁頂標(biāo)高；樁頭剔至設(shè)計標(biāo)高以下時，必須采取補救措施。如斷裂面距樁頂標(biāo)高不深，可接樁至設(shè)計標(biāo)高，同時保護好樁間土不受擾動。

7.3、冬期施工時，保護土層和樁頭清除至設(shè)計標(biāo)高后，立即對樁間土和CFG樁采用草簾、草袋等保溫材料進行覆蓋，防止樁間土凍漲而造成樁體拉斷，同時防止樁間土受凍后復(fù)合地基承載力降低。

8、安全措施

8.1、安全生產(chǎn)注意事項

（1）機械設(shè)備操作人員（或駕駛員）必須經(jīng)過專門訓(xùn)練，熟悉機械操作性能，經(jīng)過專業(yè)管理部門考核取得操作證或駕駛證后上機（車）操作。

（2）機械設(shè)備操作人員和指揮人員嚴(yán)格遵守安全操作技術(shù)規(guī)程，工作時集中精力，謹(jǐn)慎工作，不擅離職守，嚴(yán)禁酒后駕駛。

（3）機械設(shè)備發(fā)生故障后及時檢修，絕不帶故障運行，不違規(guī)操作，杜絕機械和車輛事故。

并遵守《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ46-2005）的規(guī)定。

9、結(jié)束語

（1）高填方路段或軟弱地段基底采用CFG樁加固處理后，路基基底承載力和沉降量等各種特性等均有明顯改善，強度得到提高。

（2）通過路基沉降量的觀測，路基加固地段沉降量達到規(guī)范及設(shè)計要求，說明CFG樁加固地基處理的方法是較好的。

總之，隨著鐵路客運專線建設(shè)高潮的來臨，科學(xué)技術(shù)的不斷進步，隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，CFG樁與褥墊層復(fù)合地基施工技術(shù)已在鐵路客運專線普遍使用，軟弱路基地段通過CFG樁加固改變地基承載力方法達到減小工后沉降的目的。本文通過滬寧城際鐵路路基基底處理措施應(yīng)用，并取得了良好效果和經(jīng)濟效益，這對基它軟弱地區(qū)路基設(shè)計與施工有一定的借鑒作用。CFG樁作為軟基處理中的一個新工藝，具有廣闊的市場前景。

參考文獻：

[1]周水，鄭俊杰，長螺旋鉆孔壓灌砼樁在深厚淤泥質(zhì)土中的應(yīng)用[J]土工基礎(chǔ)，2002，16（3）。

[2]趙太平，長螺旋鉆孔內(nèi)泵壓CFG樁施工的質(zhì)量控制，山西建筑，2003，29

[3]鐵道部經(jīng)濟規(guī)劃研究院 《客運專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南》經(jīng)規(guī)標(biāo)準(zhǔn)[2005]110號

[4]鐵道部經(jīng)濟規(guī)劃研究院《客運專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》經(jīng)規(guī)標(biāo)準(zhǔn)[2005]110號

[5]鐵道部經(jīng)濟規(guī)劃研究院 《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》經(jīng)規(guī)標(biāo)準(zhǔn)[2005]110號